Основные конструктивные требования

1. Правильный выбор материалов для сварочных работ (табл. 55 СНиП приложение 2).

2. Полный провар толщины соединяемых элементов, для чего используется подваривание корня шва или сварка на остающейся металлической подкладке. Эти способы наиболее часто применяют для сварки в условиях монтажа.

3. Использование механизированных способов сварки, которые дают наилучшее качество шва.

4. При действии динамических нагрузок наплывы металла шва, которые выступают за пределы поверхностей соединяемых элементов, рекомендуется удалять с помощью механической обработки.

5. Использование временних выводных планок.

2. Соединения на угловых швах

Соединения угловыми швами выполняются внахлест, в тавр, углом, с помощью накладок. Соединения могут выполняться фланговыми или лобовыми швами, а также и совместно.

Соединение внахлест

Рис.4.5. К расчету угловых швов

В соединениях на фланговых швах характер распределения напряжений как по ширине соединения, так и по длине – неравномерный. Основная часть усилия передаётся по концам шва и при длинных фланговых швах их средняя часть почти не участвует в передаче усилий. Разрушение швов происходит от концов к середине. Лобовые швы передают усилия по ширине соединяемых элементов более равномерно. Наибольшая концентрация напряжений наблюдается в корне шва около щели. Снизить напряжения можно увеличением глубины провара или путем применения пологих (а) и вогнутых швов (б).

Рис. 4.6. Методы уменьшения концентрации напряжений в угловых швах

Еще одним путем уменьшения напряжений в лобовых швах является механическая обработка элементов с целью плавного перехода от одного элемента к другому.

Рис. 4.7

Вследствие значительных концентраций напряжений в шве его разрушение происходит хрупко.

Разрушение фланговых и лобовых швов может происходить:

• по наплавленному металлу (сечение 1-1)

• по границе сплавления металла шва с основным металлом (сечение 2-2)

Рис. 4.8. К расчету угловых швов

Расчет угловых швов производится в зависимости от условного среза металла по одной из плоскостей сечений (т. е. по наплавленному металлу или по границе сплавления).

Расчет на условный срез по наплавленному металлу шва

.

Расчет на условный срез по границе сплавления

,

где N – усилия (растягивающие или сжимающие), которые действуют в элементах; К_f – катет шва; l_w = (l - 2K_f) – расчетная длина углового шва с учетом непровара на концах шва, l – геометрическая длина шва; _f _z – коэффициенты перехода от катета шва K_f к ширине соответствующей плоскости разрушения.

Значения коэффициентов _f и _z зависят от вида сварки, положения шва в пространстве, катета шва, диаметра проволоки для сварки. Значения коэффициентов приведены в СНиП II– 23-81* табл. 34 стр. 39 и составляют _f=0,7…1,10; _z=1,0…1,15.

_wf _wz – коэффициенты русловий работи шва равняются 1, если соединение работает при температурах выше -40С. При более низких температурах _wf = _wz = 0,85.

R_wf, R_wz – расчетные сопротивления металла шва соответственно наплавленного металла и на границе сплавления.

Формулы для определения расчетных сопротивлений приведены в табл. 3 и 4 СНиП II-23-81*.

В соответствии с нормами принимают такие расчетные сопротивления

;

R_wun – нормативное сопротивление наплавленного металла шва, которое зависит от типа электродов или марки сварочной проволоки (табл. 4, СНиП II-23-81*); R_un – нормативное сопротивление основного металла по пределу прочности (временное сопротивление); _wm – коэффициенты условий работи металла шва; _wm = 1,25 при значениях R_wun  490 МПа; _wm = 1,35 при значениях R_wun  490 МПа

Значения расчетных сопротивлений металла шва (R_wf) соединений с угловыми швами приведены в табл. 56 СНиП II-23-81* в зависимости от типа электрода и марки сварочной проволоки. Значения R_wf изменяются от 180 МПа до 340 МПа.

Проверяя прочность фланговых швов, необходимо помнить, что расчетная длина не должна превышать граничных значений не меньше 4К_f и не меньше 40 мм и не более 85β_fK_f (при действии сосредоточенной силы).

Материалы для сварочных работ выбирают в соответствии с табл. 55 СНиП II-23-81* в зависимости от группы конструкций, сталей, которые свариваются, вида сварки.

В формулах, по которым рассчитываются угловые швы, неизвестны значения K_f и l_w. Одной из этих величин необходимо задаться, а значение другой величины найти из формулы.